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美国国家再生能源实验室展示氢内燃机班车

2019/10/16 9:15:153282

据fuelcellsworks网站报道，美国能源部近日资助了12辆氢动力内燃机（H2ICE）班车的租赁，这些班车分布于美国各个城市，用来展示准备上市的先进技术汽车。美国国家再生能源实验室是第一家收到其中一辆出租班车的单位，现在这辆车在佛罗里达州的校园里供游客使用。 微调传统发动机 据了解，该巴士由最早宣布发展商用氢动力内燃机之一的福特公司生产制造的。这辆巴士采用与传统汽油发动机相同的技术，但是使用由美国国家再生能源实验室风制氢(Wind2H2)项目生产的氢气为燃料。Wind2H2项目将电解槽与风涡轮机连接起来，通过风能产生的电能将水分解为氢气和氧气，然后将产生的氢气储存起来，等到需要时供给给内燃机或者燃料电池。这辆巴士搭载6.8升V10增压发动机，只需要将设计进行轻微的调整，就可以将传统的汽油发动机改为氢动力发动机。这些调整包括使用专门设计的火花塞，阀座和其他接触到氢气后可能变脆的部件改用替代材料。

该氢动力班车比类似的传统汽油客车的效率高25%，加满燃料之后可以行使175到250英里（根据使用情况而定）。该实验室还配备了具有级联储气罐的加氢站，从而降低加氢所需的时间。这尤其有利于为配有大型储氢系统的汽车加注燃料。例如氢动力内燃机巴士一次就可能需要加注30公斤的氢气。美国国家再生能源实验室的加氢站在413 bar (6,000 psi)条件下可以储存130公斤的氢气，加注满巴士储氢罐需要大约20到30分钟，但是这个时间显然要比其他商业加氢站的加氢时间要短。美国国家再生能源实验室在Wind2H2基地生产氢气，获得了关于系统操作和完整维护的实践经验，了解了班车和储氢系统中的氢气的相互作用。该实验室氢分析的高级工程师和集团经理Keith Wipke表示，除了用于加氢站，Wind2H2基地还储存了超过200公斤的氢气。其生产的间歇性可再生能源可以为汽车加氢的同时，并且在用电高峰期时，可以将能源返回于国家电网。 2015年氢能工业上升目标

加氢站如雨后春笋般遍布美国，大约有60个加氢站已经投入使用，还有大约20个在建造中。Wipke指出：“加氢站的基础设施开始出现。虽然经济衰退延迟了推广时间，但是加利福尼亚最近又资助建造了11座加氢站，其中有七座正在建造中。” 虽然美国国家再生能源实验室展示的商业化氢能技术主要应用于大中型客车，但是Wipke希望氢能汽车也能进入到私人汽车市场。美国能源部制订了在2015年将氢燃料电池客车投放市场的目标。包括通用，戴姆勒，本田，丰田，尼桑和现代起亚在内的汽车制造商也都制定了在2015年将生产的中大型氢能汽车投入市场的计划。美国能源部最近宣布，70辆奔驰B级燃料电池车将于2012年部署在加利福尼亚州。现在氢能汽车在汽车工业中保有一席之位有很多有利条件，包括极低的标准污染物和温室气体的尾气排放标准，提高美国的工作岗位和经济竞争力，Wipke也认为虽然刚开始燃料电池汽车在轿车市场只能占到很小的比例，但是它们不会退居到利基市场的地位。如果燃料电池汽车的行程可以达到300公里，并且在3到5分钟就能加注满氢气，消费者就会购买这种新能源汽车。卡车和SUV这种较大的多用途汽车，还有牵引拖车和装有娱乐设备的车也有可能采用燃料电池。 氢能现状 氢气可以通过很多方式制取，如太阳能，风能，生物质能和地热等可再生资源。每年美国可以制造足够340万辆燃料电池汽车使用的氢气。现在氢气的主要商业用途是清洁汽油和处理某些食物。氢气并不比如天然气，丙烷，或汽油等更常见的燃料危险性高。相比传统的汽油发动机，氢动力发动机具有非常低的排放标准和近乎零的温室气体排放，并且氢气可以从低碳或可再生资源中制取与传统的火花点火发动机的使用的汽油燃料相比，氢能的效率要高25%。而燃料电池系统动力集成系统更是比传统汽车动力集成系统的效率高100% 因为只需要对标准燃烧发动机技术进行适当的设计和修改，汽车工程师和驾驶员都会对氢能发动机很熟悉。除了限制其商业化和发展的成本和技术问题，氢动力内燃机车辆使得建造氢能基础设施更有必要。在未来几年，美国国家再生能源实验室将在氢能和燃料电池领域实现迅速的发展—能源系统集成基金（ESIF）将在2012年加入研究，并且为氢能和燃料电池相关研究提供新实验室。